Форсу́нка (от англ. force-pump — нагнетательный насос) — устройство с одним или несколькими калиброванными отверстиями для распыления (пульверизации) каких-либо жидкостей (реже порошка) под давлением, главным образом, жидкого топлива при подаче его в топки паровых котлов, цилиндры двигателей внутреннего сгорания с целью достичь более совершенного его сгорания . Форсунки обеспечивают равномерность подачи топлива и более полное его сгорание . Управляется электромагнитным клапаном или механически.

Используется для распыления топлива ( мазута , дизельного топлива , бензина ), например, в инжекторных системах подачи топлива , осуществляет распыление за счёт высокого давления топлива (несколько атмосфер для подачи бензина или газа при распределённом впрыске в коллектор и сотни — тысячи атмосфер для непосредственного впрыска бензина или дизтоплива) .

В форсунках для мойки автомобилей используется давление 10—20 МПа (100—200 бар ) .

История

Первая работоспособная форсунка была предложена Александром Ильичом Шпаковским в 1864 году. Затем большую роль сыграла форсунка, созданная в 1880 году инженером Владимиром Григорьевичем Шуховым . Форсунка Шухова благодаря технологичности, простоте конструкции и легкости изготовления получила широкое распространение .

Применение

Применение форсунок :

• сжигание жидкого топлива
• увлажнение воздуха в вентиляционных устройствах
• борьба с пылью
• покрытие материалов
• очистка и охлаждение газов
• противопожарная защита
• очистка и мойка
• проведение тестов на герметичность

Виды форсунок

Виды форсунок :

• механические;
• электромагнитные
• пьезоэлектрические
• гидравлические

По принципу распыливания жидкости форсунки делятся на механические (жидкость с высокой скоростью вытекает в газовую среду), пневматические или паровые (жидкость с малой скоростью подаётся в движущийся поток газа), а также комбинированного типа, так называемые воздушно-механические или паро-механические и с предварительной газификацией . Различают такие форсунки: струйные, вихревые и центробежные .

Принцип действия и область применения

Механические форсунки условно делятся на прямого действия и центробежные. Форсунки прямого действия применяются, главным образом, в двигателях внутреннего сгорания. Топливо в них подается со значительно бо́льшим давлением (иногда свыше 100 МПа), чем в центробежных. В центробежных форсунках топливо под давлением (в основном 0,6—6 МПа) закручивается в каналах или вихревой камере и выбрасывается через сопло. Форсунки центробежного типа различаются конструкцией, существуют форсунки с обратным сливом жидкого топлива, с регулируемой площадью закручивающих отверстий, многосопельные, ротационные и другие. Для лучшего диспергирования обычно создаются высокие скорости движения жидкости, что ведёт к уменьшению диаметра выходных отверстий сопел и тангенциальных отверстий _de , поэтому механические форсунки требовательны к чистоте топлива .

В пневматических (паровых) форсунках диспергирование в основном производится газовой струёй. Имеют более громоздкие коммуникации, сложное хозяйство, но менее требовательны к обработке деталей и чистоте топлива .

Пневматические форсунки высокого напора бывают прямоструйными и центробежными. Давление газа составляет как правило 0,3—0,7 МПа, иногда и более. Часто используется пар давлением 0,3—1,2 МПа, иногда до 2,5 МПа. Среди прямоструйных форсунок выделяют так называемые эжекционные форсунки, широко применяемые в энергетике и промышленных печах. Форсунки центробежного типа применяются в камерах сгорания газовых турбин .

Конструкция

Форсунки имеют разнообразные конструкции. Конструкция форсунок зависит от целей, для которых они предназначены .

Наиболее важным элементом форсунки является сопло . Как правило, форсунка состоит из одного, реже двух каналов. По первому на выход подаётся распыляемая жидкость, по второму жидкость, пар , газ , который служит для распыления первой жидкости. Чистая, качественная форсунка даёт конусообразный распыл, а факел получается ровный и непрерывный .

Основные характеристики

Основные характеристики :

• давление начала впрыска (регулируется, для механических форсунок)
• динамический диапазон работы и минимальная цикловая подача топлива
• время открытия и закрытия (задержка) форсунки
• угол конуса распыливания и дальнобойность факела топлива
• величина распыляемых частиц и распределения топлива в факеле

Форсунка дизельного двигателя

Устройство форсунки автомобиля « КрАЗ-255 » :

• Корпус.
• Гайка распылителя.
• Распылитель.
• Игла.
• Уплотнительные шайбы.
• Штифт.
• Шток.
• Тарелка.
• Пружина.
• Регулировочный винт.
• Гайка.
• Контргайка.
• Колпачок.
• Штуцер.
• Втулка.
• Фильтр.
• Уплотнитель штуцера.

Принцип действия форсунки автомобиля «КрАЗ-255»:

Топливо поступает под давлением в кольцевую камеру, образованную между корпусом распылителя и иглой. За счёт давления топлива игла поднимается и сжимает пружину, при этом открываются сопла распылителя, и через них топливо впрыскивается в цилиндр. При снижении давления игла опускается за счёт пружины и собственной массы, закрывает сопла, прекращая впрыск топлива (его давление зависит от сжатия пружины регулировочным винтом).

См. также

Число Воббе

Примечания